地下室高层结构嵌固端判定问题的探讨

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1、地下室高层结构嵌固端判定问题的探讨杭州华清设计控股集团有限公司【摘要】随着我国城市化进程步伐的不断加快，高层建筑数量越来越多，地下室高层设计相关法律法规H趋完善，理论技术也不断提高。木文主要针对高层建筑大面积地下室结构对上部结构产牛.的嵌固作用进行分析研究，并结合实例对嵌固端的影响因素及选取方法做了探讨，为设计人员提供参考建议。【关键词】地下室结构；嵌固端；影响因素；有效范围o引言由于带地下室高层结构嵌固端的位置与地基约朿作用有关，因此，合理考虑地基回填土的约束作用对于保证结构计算的准确性只有重要意义［1］。现阶段，我国建设用地资源有限，为提高建筑面积使用率，高层建筑设有地下室的结构较为常

2、见，但较大面积地下室结构对上部建筑造成直接或间接影响，木文主要针对该问题进行分析探究。1地下室高层结构嵌固端判定条件《高层建筑混凝土结构技术规程》中规定高层建筑上部嵌固端为地下室顶板时，地下室顶板侧向刚度应大于等于相邻楼层侧向刚度的2倍，就是当楼层刚度大于2时，则嵌固端稳定性达到规范要求，也是其判定条件［2］。当地下室一层刚度无法满足嵌固端设置要求时，需编制新设计方案进一步核算刚度比值re,使刚度达到规范要求。比如以某一设有地下车库的高层建筑为例，地下设有两层地下车库，地下一层和二层均受侧向约束力影响，因此，侧向约束力不能作为判定嵌固端是否稳定的必要条件。该工程地下二层按照普通住宅结构设计

3、，可能不满足作为嵌固端的条件。当地下二层作为嵌固端时，则设计规范规定地下二层顶板抗侧刚度应大于地上一侧刚度的2倍。该工程建筑设于地下车库上方，因此，地下一层侧向约朿既与回填土高度有关，也与建筑与地下车库位置有关。现阶段，高层结构设计中所使用的分析软件并不能衡量出填土对地下室侧向变形作用产生的约束力大小，因此，在使用软件分析地下室侧向变形和刚度计算时，还需结合相关工作经验进行审核［3】。当地下室层数大于1层吋，将地上建筑嵌固端设置于地下室顶板，其顶板需满足以下条件：1）地下室顶板刚度应大于等于地上建筑结构剪切刚度2倍；2）地下室顶板与地面距离应小于地下室层高1/3,但在计算地下室顶板剪切刚度

4、吋，应忽略地面土层对地下室产生的影响，冋填土对地下室剪切刚度造成的影响可计作零；3）地下室顶板刚度和承重能力应满足设计规范，为增加地下室顶板承重能力，应将顶板设为梁结构，顶板厚度应大于180mm，采用双向双层配筋方式，配筋率大于0.25%,冋吋，混凝土强度应大于C30;4）地下室顶板梁柱截面设计吋应确保实际受弯承载力和大于上下柱端实际承载力之和，保证梁结构抗弯刚度达到设计标准。地下室支柱纵筋面积应大于地上建筑对应支柱纵筋面积的1.1倍，地下室与上层建筑结构相连接，即侧向力传递良好时，计算楼层剪切刚度还应考虑地下室外墙的作用。但当地下室外墙距离地上建筑结构较远，产生的影响较小，嵌固位置能够确

5、定吋，可忽略外墙产生的作用。影响嵌固端设置位置因素较多，且复杂多变，因此，在设置嵌固端位置吋，应标明嵌固端位置计算与上部结构相关。计算嵌固端配筋率方法与其他部位存在差异，通常为其他楼层结构的2倍。2带地下室高层建筑嵌固端选取问题的研究2.1工程概况某商住两用综合体的设计使用年限为50年，采用剪力墙结构，工程地上部分为12层地下部分为两层，其中地下1层为储藏层，层高2.9m,地下2层为车库层，单体部分层高4.7m，建筑总高度38.9m,剪力墙抗震等级为三级，计算模型的嵌固端选取在基础顶，土层水平抗力系数的比例系数M值取10,建模吋带入地下室相关范围。2.2嵌固端位置的不同对结构的影响2.2.

6、1带地下室高层建筑计算模型0前，主要有两种计算模型:整体计算模型和分离计算模型。(1)整体计算模型整体计算模型就是将上部结构和地下室作为一个整体进行建模计算，如图3所示：整体计算模型对是否将地下室顶板作为上部结构的嵌固端并无要求，因整体计算模型能够真实的反映地下室外冋填土对结构的约束作用，所以，带地下室高层建筑通常采用此模型进行结构计算和分析。在进行整体计算模型分析时，需要注意以下几个问题:1)如何正确的反映冋填土对结构的约束作用；2)如何合理的考虑地下室的侧向刚度。(1)分离计算模型分离计算模型通常是将地下室顶板作为上部结构的嵌固端，以嵌固端为界，将上部结构与地下室分开建模计算。先将地下

7、室顶板作为上部结构的嵌固端进行上部结构的建模计算，然后，再将上部荷载导入到地下室顶板进行地下室的建模计算。结果表明弱连体结构单体模型的地震响应基本可以代表整体模型的地震响应。因此，刚度对模型的选取至关重要。2.3嵌固端的设置计算该工程高层建筑设计过程中，嵌固端设置位置应结合整栋建筑结构分析确定，选定地下室顶板作为嵌固端。根据现场实测数据可知，该地下室顶板与地面存在高差，冋填土对顶板约束力无法满足规范要求，且地下室顶板与邻